DE10123263B4 - Light guide system for the interior of a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur großflächigen, homogenen und blendfreien Aufhellung eines Fahrzeugdachs im Überkopfbereich von Fahrzeuginsassen eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine elektrisch ein- und ausschaltbare Lichterzeugungseinheit (3) und einen Lichtleiter (5) zur Lichtführung, der zur Einkopplung des Lichts mit der Lichterzeugungseinheit (3) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter (5) im Bereich der Innenverkleidung des Fahrzeugdachs (1) angeordnet und als flächiger Lichtleiter ausgebildet ist, wobei die Einkopplung des Lichts an einer oder mehreren Seitenflächen (7, 8) des Lichtleiters (5) erfolgt und die Auskopplung des Lichts durch Aufrauhung, Prägung oder Bohrung mit Pyramiden-, Keil- oder Kegelstruktur (11) mit einer Kantenlänge im Bereich zwischen 10 μm und 3 mm, sowie einem Neigungswinkel zwischen 20° und 70° auf der dem Innenraum (2) des Fahrzeugs abgewandten Oberfläche (6) des flächigen Lichtleiters (5) bewirkt wird.contraption to the large area, homogeneous and glare-free brightening of a vehicle roof in the overhead area of vehicle occupants of a motor vehicle, comprising an electric On and off switchable light generating unit (3) and a light guide (5) for guiding light, for coupling the light to the light-generating unit (3) is coupled, characterized in that the light guide (5) arranged in the region of the inner lining of the vehicle roof (1) and as a surface Light guide is formed, wherein the coupling of the light one or more side surfaces (7, 8) of the light guide (5) takes place and the coupling of the light through Roughening, embossing or hole with pyramidal, wedge or cone structure (11) with a edge length in the range between 10 μm and 3 mm, and an angle of inclination between 20 ° and 70 ° on the interior (2) of the Vehicle remote surface (6) of the planar light guide (5) is effected.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Lichtleitsystem zur Verbesserung der Lichtverhältnisse des Innenraums eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a light guide system for improving the lighting conditions the interior of a motor vehicle according to the preamble of the claim 1.

Kraftfahrzeuge werden trotz klimatechnischer Widrigkeiten, wie z.B. Überhitzung der Fahrzeugkabine bei intensiver Sonneneinstrahlung oder Auskühlung gegen den kalten Nachthimmel, mit immer größeren Glasschiebedächern oder Panoramaglasdächern ausgestattet. Der Grund ist das großzügige und freundliche Raumgefühl, das sich für die Insassen in einem hellen lichtdurchfluteten Innenraum ergibt. Konventionelle geschlossene Dachverkleidungen beleuchten den Innenraum nur indirekt durch das Streulicht, das durch die Seitenscheiben in den Innenraum einfällt. Aufgrund des starken Kontrasts zu der hellen Umgebung wirken die konventionellen Dachverkleidungen somit relativ dunkel und für den Fahrer bedrückend.motor vehicles be despite climatic adversities, such. overheating the vehicle cabin in intense sunlight or cooling against the cold night sky, with ever larger glass sliding roofs or Panoramic glass roofs fitted. The reason is the generous and friendly feeling of space for the occupants in a bright light-flooded interior results. Conventional closed roof panels illuminate the interior only indirectly through the stray light, through the side windows falls into the interior. Due to the strong contrast to the bright surroundings the conventional roof panels thus relatively dark and for the driver oppressive.

In DE 44 39 547 wird ein Lichtsystem für den Innenraum von Kraftfahrzeugen beschrieben, bei welchem mittels faserförmigen Lichtleitern eine direkte oder indirekte Beleuchtung von Flächen und Objekten (z.B. Druckknöpfe wie Tür- und Warnleuchte, Ausstiegsbeleuchtung oder Innenlicht) im Fahrzeuginnenraum erreicht wird.In DE 44 39 547 a light system for the interior of motor vehicles is described in which by means of fibrous light guides direct or indirect illumination of surfaces and objects (eg push buttons such as door and warning light, exit lighting or interior light) is achieved in the vehicle interior.

In der JP2000127847 A ist eine Beleuchtungseinheit für einen Fahrzeuginnenraum beschrieben, die eine Lichtleiterplatte mit Rillen aufweist, welche parallel zur Belichtungsoberfläche verlaufen. Die Rillen reflektieren das Licht in unterschiedliche Richtungen. Die Seite des Lichtleiters mit den Rillen ist bevorzugt geneigt ausgebildet.In the JP2000127847 A a lighting unit for a vehicle interior is described, which has a light guide plate with grooves, which run parallel to the exposure surface. The grooves reflect the light in different directions. The side of the light guide with the grooves is preferably formed inclined.

In der DE 190 00 622 A1 wird eine Vorrichtung zum indirekten Beleuchten eines Dachhimmels beschrieben. Die Beleuchtung erfolgt über eine am Dachhimmel angeordnete Mittelkonsole mit in Längsrichtung einander gegenüberliegenden Seitenstegen, von denen quer zur Mittelkonsole Licht abgestrahlt wird. Die Mittelkonsole ist ein transparenter Lichtleiter, in dem Leuchtmittel aufgenommen sind, deren Licht zu den Seitenstegen geleitet und abgestrahlt wird.In the DE 190 00 622 A1 a device for the indirect illumination of a headliner is described. The lighting takes place via a center console arranged on the headliner with side bars which are opposite one another in the longitudinal direction, of which light is emitted transversely to the center console. The center console is a transparent light guide, in which bulbs are housed, whose light is directed to the side bars and radiated.

Aus der EP 0 515 921 A2 ist eine Innenleuchte für Kraftfahrzeuge bekannt, die in einem Halte- oder Zuggriff eingesetzt wird. Die Innenleuchte weist einen Sockel mit Glühlampe auf, der Licht in ein transparentes Zwischenstück mit Lichtleiter abgibt. Der Lichtleiter ist mit Reflexionsmitteln versehen.From the EP 0 515 921 A2 is known an interior light for motor vehicles, which is used in a holding or pulling handle. The interior light has a base with incandescent lamp, which emits light in a transparent intermediate piece with light guide. The light guide is provided with reflection means.

Aus der US 5548492 A ist ein ausklappbarer beleuchteter Spiegel bekannt. Der Spiegel wird durch eine Faseroptik beleuchtet. Das Ende des Faserkabels, welches in den Spiegel mündet hat zum Auskoppeln des Lichtes eine texturierte Oberfläche.From the US 5548492 A a fold-out illuminated mirror is known. The mirror is illuminated by a fiber optic. The end of the fiber cable, which opens into the mirror has a textured surface for decoupling the light.

Aus der DE 200 19 073 U1 ist eine Beleuchtungseinrichtung für den Innenraum eines Fahrzeuges bekannt, der einen stabförmigen Lichtleiter umfasst. Der Lichtleiter weist an seinem Außenumfang in Erstreckungsrichtung zueinander versetzte optische Störstellen auf, an denen innerhalb des Lichtleiters Licht gestreut und reflektiert wird, so dass es an einem der betreffenden Störstelle gegenüber liegenden Umfangsbereich des Lichtleiters aus diesem Austritt. Benachbarte Störstellen weisen unterschiedliche Abstände zueinander auf.From the DE 200 19 073 U1 a lighting device for the interior of a vehicle is known which comprises a rod-shaped light guide. The optical waveguide has on its outer circumference in the direction of extension staggered optical defects, at which light is scattered and reflected within the optical waveguide, so that it at one of the respective defect opposite circumferential region of the light guide from this outlet. Adjacent impurities have different distances to each other.

Aus der US 6152569 sind Beleuchtungsvorrichtungen für die Hintergrundbeleuchtung von LCD-Bildschirmen bekannt. Sie weisen eine Lichtleiterplatte auf, deren eine Seite geneigt verläuft und eine Licht streuende Texturierung aufweist und deren andere Seite flach verläuft und das Licht emittiert. Die Beleuchtung erfolgt über außerhalb der Lichtleiterplatte angeordnete Entladungsröhren.From the US 6152569 are lighting devices for the backlight of LCD screens known. They have a light guide plate, one side of which is inclined and has a light scattering texturing and the other side is flat and emits the light. The illumination takes place via discharge tubes arranged outside the light guide plate.

Die DE 198 31 002 A1 offenbart eine Blinkleuchte für Kraftfahrzeuge, mit mindestens einem Lichtleiter mit mindestens einer zugeordneten Lichtquelle, wobei der Lichtleiter ein vorgegebenes Streuvermögen aufweist, welches durch über seine Länge verteilte Streuzentren erreicht wird. Streuzentren sind Gaseinschlüsse oder Oberflächenstrukturierung des Lichtleiters.The DE 198 31 002 A1 discloses a flashing light for motor vehicles, comprising at least one light guide with at least one associated light source, wherein the light guide has a predetermined scattering power, which is achieved by distributed over its length scattering centers. Scattering centers are gas inclusions or surface structuring of the light guide.

Die DE 199 36 358 A1 offenbart eine Innenraumbeleuchtung für Kraftfahrzeuge mit Zentralsteuerung zum Einstellen der Helligkeit einer ersten Beleuchtungseinrichtung und einer zweiten Beleuchtungseinrichtung mit veränderbarer Farbe des abgestrahlten Lichtes.The DE 199 36 358 A1 discloses an interior lighting for motor vehicles with central control for adjusting the brightness of a first illumination device and a second illumination device with a variable color of the emitted light.

Aus der DE 198 52 593 A1 ist eine Flächenleuchte und transparente Verglasung bekannt. Es ist eine Platte vorgesehen, an deren Stirnseite eine Lichtquelle angeordnet ist, wobei das von der Lichtquelle erzeugte Licht über die Plattenkante in die Platte eingekoppelt wird und an Streustellen in der Platte in alle Richtungen gestreut wird. An einer der Seiten ist eine Licht reflektierende Scheibe angeordnet.From the DE 198 52 593 A1 is a surface light and transparent glazing known. A plate is provided on the front side of which a light source is arranged, wherein the light generated by the light source is coupled into the plate via the plate edge and is scattered in all directions at patches in the plate. On one of the sides a light-reflecting disc is arranged.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dachleuchte bereit zu stellen, die für eine homogene und flächige Lichtabgabe in Richtung auf die Fahrzeuginsassen sorgt und auf zusätzliche Licht reflektierende oder Licht leitende Elemente verzichten kann.task The invention is to provide a roof light, which is for a homogeneous and areal Light emission in the direction of the vehicle occupants ensures and on additional Light reflective or light-conducting elements can do without.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.These The object is solved by the subject matter of patent claim 1.

Erfindungsgemäß ist der Lichteiter im Bereich der Innenverkleidung des Fahrzeugdachs angeordnet und als flächiger Lichtleiter ausgebildet, wobei die Einkopplung des Lichts an einer oder mehreren Seitenflächen des Lichtleiters erfolgt. Außerdem ist der flächige Lichtleiter derart präpariert ist, dass das Licht aus dem Lichtleiter großflächig und homogen in den Innenraum des Fahrzeugs auskoppelt.According to the invention Light conductor arranged in the region of the inner lining of the vehicle roof and as a surface Formed light guide, wherein the coupling of the light to a or more side surfaces the light guide takes place. Besides that is the areal Prepared light guide in such a way is that the light from the light guide over a large area and homogeneous in the interior decoupled from the vehicle.

Der erfindungsgemäße Lichtleiter dient somit im Gegensatz zu herkömmlichen Lichtquellen, z.B. Glühlampen nicht als Beleuchtungselement, sondern bewirkt eine großflächige und blendfreie Aufhellung der Dachverkleidung im Überkopfbereich der Fahrzeuginsassen. Dadurch schafft der erfindungsgemäße Lichtleiter eine scheinbare Vergrößerung des Innenraums und erzeugt dadurch ein angenehmes Raumgefühl. Der Vorteil hierbei ist, dass durch die homogene Aufhellung des Innenraums durch den erfindungsgemäßen Lichtleiter im Bereich der Dachverkleidung, im weiteren auch als Lichtdach bezeichnet, bei den Fahrzeuginsassen eine psychophysiologisch positive Wirkung erzielt wird.Of the optical fiber according to the invention thus serves in contrast to conventional Light sources, e.g. lightbulbs not as a lighting element, but causes a large area and Glare-free brightening of the roof cladding in the overhead area of the vehicle occupants. As a result, the light guide according to the invention creates an apparent Magnification of the Interior and creates a pleasant sense of space. Of the The advantage here is that the homogeneous brightening of the interior by the light guide according to the invention in the area of the roof cladding, hereinafter also referred to as light roof, in the vehicle occupants a psychophysiological positive effect is achieved.

Ein weiterer Vorteil ist, dass diese positive Wirkung auf die Fahrzeuginsassen nicht nur bei Tageslicht, sondern auch bei Dunkelheit, z.B. Tunnelfahrten oder bei Nacht, erzielt wird. Mittels des erfindungsgemäßen Lichtdachs kann bei Dunkelheit eine blendfreie Aufhellung des Fahrzeuginnenraums erreicht werden, wodurch die Orientierung der Fahrzeuginsassen verbessert wird. Außerdem wird durch das mittels des Lichtdachs geschaffene angenehme Raumgefühl ein aufmerksames und stressfreies Fahren bei Dunkelheit gewährleistet.One Another advantage is that this positive effect on the vehicle occupants not only in daylight but also in the dark, e.g. tunnels or at night. By means of the light roof according to the invention Can in the dark a glare-free brightening of the vehicle interior be reached, thereby improving the orientation of the vehicle occupants becomes. Furthermore becomes attentive by the pleasant feeling of space created by the light roof and ensures stress-free driving in the dark.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Lichtdachs ist, dass es als Komponente des Gesamtfahrzeugs eingesetzt werden kann. Außerdem kann das Lichtdach auch als gestalterisches Element im Innenraum des Fahrzeugs genutzt werden.One Another advantage of the light roof according to the invention is that it can be used as a component of the overall vehicle. In addition, that can Lichtdach also as a design element in the interior of the vehicle be used.

Der flächige Lichtleiter ist vorteilhaft ein transparenter Thermoplast, insbesondere Polymethylmethacrylat (PMMA), auch als PlexiglasTM bekannt, oder Polycarbonat (PC). Der Vorteil dieses Materials ist, dass das Material in Form von Platten an die Form gängiger Dachkonstruktionen angepaßt werden kann.The planar light guide is advantageously a transparent thermoplastic, in particular polymethyl methacrylate (PMMA), also known as Plexiglas TM , or polycarbonate (PC). The advantage of this material is that the material in the form of plates can be adapted to the shape of common roof structures.

Die Reichweite, die Farbe und die Intensität des in solchen Lichtleitern transportierten Lichts wird neben dem Absorptionskoeffizienten des Basismaterials, also des eingesetzten Thermoplasten, durch das Aspektverhältnis, dem Verhältnis von Länge zu Dicke oder Durchmesser des Lichtleiters bestimmt. Besonders vorteilhaft weisen die eingesetzten Thermoplasten Materialstärken von 0,1 bis 5 cm, insbesondere 0,3 bis 1,5 cm auf. Zur Auskleidung üblicher Fahrzeugdächer beträgt die Breite der Thermoplasten vorteilhaft zwischen 1 und 3 m.The Range, color and intensity of such light guides transported light is next to the absorption coefficient of the Base material, ie the thermoplastic used by the aspect ratio, the relationship of length determined to thickness or diameter of the light guide. Especially advantageous have the thermoplastics used material thicknesses of 0.1 to 5 cm, in particular 0.3 to 1.5 cm on. For lining usual vehicle roofs is the width the thermoplastic advantageously between 1 and 3 m.

Eine homogene und flächige Auskopplung der in dem Lichtleiter geführten Lichtintensität in den Fahrzeuginnenraum wird durch eine vorteilhafte Strukturierung des Lichtleiters erreicht.A homogeneous and flat Decoupling of the guided in the light guide light intensity in the vehicle interior is achieved by an advantageous structuring of the light guide.

In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung wird die dem Innenraum des Fahrzeugs abgewandte Oberfläche des flächigen Lichtleiters mittels Aufrauung, Prägung oder Bohrung strukturiert. Es ist aber auch möglich, die dem Innenraum zugewandte Oberfläche oder beide Oberflächen zu strukturieren. Besonders geeignet sind hierzu Pyramiden-, Keil- oder Kegelstrukturen mit einer Kantenlänge deutlich größer als die Wellenlänge des sichtbaren Lichts, insbesondere zwischen 1 μm und 3 mm, sowie einem Neigungswinkel zwischen 20° und 70°. Somit ist es möglich, dass das in dem Lichtleiter geführte Licht an den strukturierten Flächen des Lichtleiters abgelenkt und in den Innenraum des Fahrzeugs geleitet wird. Über die Form, die Dichte (Zahl der Strukturen pro Flächeneinheit) und die Tiefe der Oberflächenstrukturen kann die Intensität und die Abstrahlcharakteristik variiert und angepaßt werden. Eine homogene Aufhellung der Dachverkleidung kann insbesondere durch kleine Strukturtiefen und geringer Dichte erreicht werden.In an advantageous embodiment the invention, the vehicle interior facing away from the surface of the flat Optical fiber structured by roughening, embossing or drilling. But it is also possible the interior facing surface or both surfaces too structure. Particularly suitable for this pyramidal, wedge or Cone structures with an edge length significantly larger than the wavelength of visible light, in particular between 1 .mu.m and 3 mm, and an angle of inclination between 20 ° and 70 °. Consequently Is it possible, that guided in the light guide Light on the structured surfaces deflected the light guide and directed into the interior of the vehicle becomes. about the shape, the density (number of structures per unit area) and the depth the surface structures can the intensity and the emission characteristics are varied and adjusted. A homogeneous brightening of the roof lining can in particular by small structure depths and low density can be achieved.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung werden zur Auskopplung des im Lichtleiter geführten Lichts Streuzentren in den Lichtleiter eingebracht. Dabei können die Streuzentren vorteilhaft hoch lichtbrechende Pigmente, z.B. TiO2 oder Lufteinschlüsse mit einer Teilchengröße größer als die Lichtwellenlänge, insbesondere zwischen 1 μm und 3 mm sein. Das in dem Lichtleiter geführte Licht wird an diesen Streuzentren aufgrund der Diskontinuität des Brechungsindex zwischen dem Licht leiter, also dem Thermoplasten, und dem Streuzentrum abgelenkt. Die Streuzentren können auch vorteilhaft als Fasern oder eingefärbte Partikel ausgebildet sein.In a further advantageous embodiment of the invention, scattering centers are introduced into the light guide for coupling out the light guided in the light guide. The scattering centers may advantageously be highly refractive pigments, eg TiO 2 or air inclusions having a particle size greater than the wavelength of light, in particular between 1 μm and 3 mm. The guided in the light guide light is deflected at these scattering centers due to the discontinuity of the refractive index between the light conductor, so the thermoplastic, and the scattering center. The scattering centers can also be advantageously designed as fibers or colored particles.

Die Streuzentren können vorteilhaft aber auch Teilchen sein mit einer Teilchengröße unterhalb der Lichtwellenlänge, insbesondere kleiner als 300 nm. Die Ablenkung des Lichts wird dabei durch Rayleigh-Streuung mit einer isotropen Streuwinkelverteilung bestimmt. Ein Teil des gestreuten Lichts gelangt direkt in den Innenraum des Fahrzeugs. Der in Richtung des Fahrzeugdachs gestreute Teil des Lichts kann vorteilhaft mittels einer zwischen dem Fahrzeugdach und dem Lichtleiter angeordneten und nicht mit dem Lichtleiter in optischem Kotakt stehenden reflektierenden Abdeckung wieder in den Lichtleiter rückreflektiert werden. Es ist selbstverständlich auch möglich, dass Innenverkleidung des Fahrzeugdachs reflektierende Eigenschaften aufweist. Dadurch können Verluste minimiert und der Anteil des Lichts, welcher in Richtung des Fahrzeuginnenraums geleitet wird, erhöht werden.The scattering centers may be advantageous but also particles having a particle size below the wavelength of light, in particular less than 300 nm. The deflection of the light is determined by Rayleigh scattering with an isotropic scattering angle distribution. Part of the scattered light goes directly into the interior of the vehicle. The part of the light scattered in the direction of the vehicle roof can advantageously be reflected back into the light guide by means of a reflective cover arranged between the vehicle roof and the light guide and not in optical contact with the light guide. It is of course also possible that interior trim of the vehicle has bad reflecting properties. As a result, losses can be minimized and the proportion of light, which is conducted in the direction of the vehicle interior, increased.

Es ist aber auch möglich, dass die Streuzentren in dem Lichtleiter eine Kombination aus Streuzentren mit einer Teilchengröße größer als die Lichtwellenlänge und Streuzentren mit einer Teilchengröße kleiner als die Lichtwellenlänge sind. Selbstverständlich können auch Streuzentren in einen Lichtleiter eingebracht werden, dessen Oberfläche strukturiert ist.It but it is also possible the scattering centers in the light guide are a combination of scattering centers with a particle size greater than the wavelength of light and scattering centers having a particle size smaller than the wavelength of light. Of course can Also scattering centers are introduced into a light guide whose surface is structured.

Ein aus allen Blickwinkeln besonders homogenes Erscheinungsbild des erfindungsgemäßen Lichtdachs wird vorteilhaft durch eine auf der dem Innenraum des Fahrzeugs zugewandten Fläche des Lichtleiters zusätzlich angebrachte Streuscheibe erreicht. Die Streuscheibe ist dabei insbesondere derart angeordnet, dass sie nicht in optischen Kontakt mit dem Lichtleiter steht. Diese Streuscheibe wirkt bei Hinterleuchtung durch das erfindungsgemäße Lichtdach als Diffusor, so dass die diskreten Streuzentren oder Oberflächenstrukturen von den Fahrzeuginsassen nicht einzeln aufgelöst werden.One from all points of view particularly homogeneous appearance of the light roof according to the invention will be beneficial by one on the interior of the vehicle facing surface of the light guide additionally reached mounted diffuser. The lens is in particular arranged such that they are not in optical contact with the light guide stands. This diffuser works in backlighting by the light roof according to the invention as a diffuser, allowing the discrete scattering centers or surface structures not be resolved individually by the vehicle occupants.

Das in den Lichterzeugungseinheiten erzeugte Licht wird erfindungsgemäß an einer oder mehreren Seitenflächen des flächigen Lichtleiters eingekoppelt. Das Licht wird dabei mit einem Winkel unterhalb des Grenzwinkels der Totalreflexion in den Licht leiter eingekoppelt. Dadurch wird eine Reflexion an den Seitenflächen des Lichtleiters verhindert. Die Seitenflächen des Lichtleiters, in die kein Licht eingekoppelt wird, können z.B. geschwärzt oder verspiegelt werden. Somit wird das durch den Lichtleiter geleitete Licht an den Seitenflächen absorbiert oder in den Lichtleiter rückreflektiert.The Light generated in the light generating units according to the invention at a or more side surfaces of the plane Fiber optic coupled. The light is at an angle below of the critical angle of total reflection in the light conductor coupled. This prevents reflection on the side surfaces of the light guide. The side surfaces of the light guide, into which no light is coupled, can e.g. blackened or to be mirrored. Thus, the guided through the light guide Light on the side surfaces absorbed or reflected back into the light guide.

Das Licht aus den Lichterzeugungseinheiten ist vorteilhaft über ein Reflektor- und/oder Blendensystem in den flächigen Lichtleiter einkoppelbar. Mittels der Reflektoren und/oder Blenden wird die Abstrahlcharakteristik der Lichterzeugungseinheiten derart angepaßt, dass eine direkte Ausleuchtung des Innenraums durch die Lichterzeugungseinheiten vermieden wird.The Light from the light generating units is advantageous over one Reflector and / or Aperture system in the plane Fiber optics can be coupled in. By means of the reflectors and / or diaphragms the emission characteristic of the light generating units becomes such customized, that a direct illumination of the interior by the light generating units is avoided.

Als Lichterzeugungseinheiten können vorteilhaft ein oder mehrere Leuchtstoffröhren, Leuchtschnüre oder Leuchtdioden verwendet werden. Der Vorteil dieser Lichtquellen ist die niedrige Bautiefe, wodurch ein platzsparender Einbau in das Fahrzeug möglich ist. Die Lichterzeugungseinheiten können z.B. in den seitlichen Längsträgern des Fahrzeugs plaziert werden.When Light generating units can advantageous one or more fluorescent tubes, light cords or LEDs are used. The advantage of these light sources is the low depth, whereby a space-saving installation in the Vehicle possible is. The light generating units may e.g. in the lateral Side members of the Vehicle be placed.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist ein elektrischer Regelkreis mit einem Helligkeitssensor vorhanden, welche die in den Innenraum des Fahrzeugs abgestrahlte Lichtintensität an die Umgebungshelligkeit anpassen. Somit wird mit dem erfindungsgemäßen Lichtdach eine adaptive helle Dachverkleidung geschaffen.In A further advantageous embodiment of the invention is a electrical control circuit with a brightness sensor present, which the radiated light intensity in the interior of the vehicle to the Adjust ambient brightness. Thus, with the light roof according to the invention created an adaptive bright roof covering.

In das erfindungsgemäße Lichtdach können die Lichterzeugungseinheiten vorteilhaft in den flächigen Lichtleiter integriert werden. Außerdem ist es möglich, das Reflektor- und/oder Blendensystem in den flächigen Lichtleiter zu integrieren. Der Vorteil ist, dass dadurch eine zusammenhängende Einheit geschaffen werden kann. Somit wird ein kompaktes und mechanisch stabiles Gesamtsystem geschaffen, das auf einfache Weise gefertigt und an beliebig geformte Dachkonstruktionen im Fahrzeug angepaßt werden kann.In the roof of the invention can they Light generating units advantageously integrated into the planar light guide become. Furthermore Is it possible, the reflector and / or Aperture system in the plane Integrate optical fiber. The advantage is that this creates a coherent unit can be created. Thus, a compact and mechanical created a stable overall system, which is easily manufactured and can be adapted to any shaped roof structures in the vehicle.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. It demonstrate:

1 eine in Seitenansicht erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lichtdachs mit Lichterzeugungseinheit und Reflektorsystem, 1 a side view of the first embodiment of a light roof according to the invention with light generating unit and reflector system,

2 eine in Seitenansicht zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lichtdachs mit strukturierter Lichtleiteroberfläche, 2 1 in a side view second embodiment of a light roof according to the invention with a structured optical waveguide surface,

3 eine in Seitenansicht dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lichtleiters mit integrierten Streuzentren. 3 a side view third embodiment of a light guide according to the invention with integrated scattering centers.

1 zeigt in Seitenansicht eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lichtdachs. Unterhalb des geschlossenen Fahrzeugdachs 1 ist ein transparenter flächiger Lichtleiter 5 angeordnet. Das Licht einer Lichterzeugungseinheit 3, z.B. eine Leuchtstoffröhre tritt durch die Seitenfläche 8 in den Lichtleiter 5 ein. Zwischen dem Fahrzeugdach 1 und der Seitenfläche 7, durch die kein Licht in den Lichtleiter 5 eingekoppelt wird, ist eine reflektierende Abdeckung 14 vorhanden. Dadurch wird erreicht, dass das Licht, das aus der Fläche 6 des Lichtleiters 5 austritt an der Abdeckung 14 reflektiert und wieder in den Lichtleiter 5 geleitet wird. 1 shows a side view of a first embodiment of a light roof according to the invention. Below the closed vehicle roof 1 is a transparent planar light guide 5 arranged. The light of a light-generating unit 3 For example, a fluorescent tube passes through the side surface 8th in the light guide 5 one. Between the vehicle roof 1 and the side surface 7 through which no light enters the light pipe 5 is a reflective cover 14 available. This will ensure that the light coming out of the area 6 of the light guide 5 exit at the cover 14 reflected and back into the light guide 5 is directed.

Die Lichterzeugungseinheit 3 ist von einem Reflektorsystem 4 umgeben, wodurch eine direkte Einstrahlung des Lichts in den Fahrzeuginnenraum 2 verhindert wird. Das Licht tritt somit direkt durch die Seitenfläche 8 in den Lichtleiter 5 ein.The light generation unit 3 is from a reflector system 4 surrounded, creating a direct irradiation of light into the vehicle interior 2 is prevented. The light thus passes directly through the side surface 8th in the light guide 5 one.

In 2 ist eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lichtdachs in Seitenansicht dargestellt. Die dem geschlossenen Fahrzeugdach 1 zugewandte Fläche 6 des Lichtleiters 5 weist keilförmige Strukturen 11 auf. Die Tiefe der Strukturen ist dabei deutlich kleiner als die Dicke des Lichtleiters. Das in dem Lichtleiter 5 geführte Licht wird an diesen Strukturen 11 derart gestreut, dass es mit einem Winkel unterhalb dem Winkel der Totalreflexion auf die Fläche 9 des Lichtleiters 5 trifft, wodurch eine Auskopplung des Lichts in den Fahrzeuginnenraum 2 erzielt wird.In 2 a second embodiment of the light roof according to the invention is shown in side view. The closed vehicle roof 1 facing surface 6 of the light guide 5 has wedge-shaped structures 11 on. The depth of the structures is there at significantly smaller than the thickness of the light guide. That in the light guide 5 guided light is applied to these structures 11 so scattered that it is at an angle below the angle of total reflection on the surface 9 of the light guide 5 which causes a decoupling of the light in the vehicle interior 2 is achieved.

Eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lichtdachs ist in 3 gezeigt. In den flächigen Lichtleiter 5 sind Streuzentren 12 mit einer Größe kleiner als die Lichtwellenlänge und Streuzentren 13 mit einer Größe größer als die Lichtwellenlän ge eingebracht. Das Licht wird an den Streuzentren 12, 13 gestreut und in den Fahrzeuginnenraum 12 geleitet.A third embodiment of the light roof according to the invention is in 3 shown. In the planar light guide 5 are scattering centers 12 having a size smaller than the wavelength of light and scattering centers 13 introduced with a size larger than the Lichtwellenlän ge. The light is at the scattering centers 12 . 13 scattered and in the vehicle interior 12 directed.

Claims (12)

Vorrichtung zur großflächigen, homogenen und blendfreien Aufhellung eines Fahrzeugdachs im Überkopfbereich von Fahrzeuginsassen eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine elektrisch ein- und ausschaltbare Lichterzeugungseinheit (3) und einen Lichtleiter (5) zur Lichtführung, der zur Einkopplung des Lichts mit der Lichterzeugungseinheit (3) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter (5) im Bereich der Innenverkleidung des Fahrzeugdachs (1) angeordnet und als flächiger Lichtleiter ausgebildet ist, wobei die Einkopplung des Lichts an einer oder mehreren Seitenflächen (7, 8) des Lichtleiters (5) erfolgt und die Auskopplung des Lichts durch Aufrauhung, Prägung oder Bohrung mit Pyramiden-, Keil- oder Kegelstruktur (11) mit einer Kantenlänge im Bereich zwischen 10 μm und 3 mm, sowie einem Neigungswinkel zwischen 20° und 70° auf der dem Innenraum (2) des Fahrzeugs abgewandten Oberfläche (6) des flächigen Lichtleiters (5) bewirkt wird.Device for large-area, homogeneous and glare-free brightening of a vehicle roof in the overhead area of vehicle occupants of a motor vehicle, comprising an electrically switchable on and off light generating unit ( 3 ) and a light guide ( 5 ) for guiding the light, which is used to couple the light to the light-generating unit ( 3 ), characterized in that the light guide ( 5 ) in the region of the inner lining of the vehicle roof ( 1 ) and formed as a planar light guide, wherein the coupling of the light at one or more side surfaces ( 7 . 8th ) of the light guide ( 5 ) and the extraction of the light by roughening, embossing or drilling with pyramidal, wedge or cone structure ( 11 ) with an edge length in the range between 10 microns and 3 mm, and an inclination angle between 20 ° and 70 ° on the interior ( 2 ) of the vehicle surface facing away ( 6 ) of the planar light guide ( 5 ) is effected. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der flächige Lichtleiter (5) ein transparenter Thermoplast mit einer Dicke von 0,1 bis 5 cm und einer Breite von 1 bis 3 m ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that the planar light guide ( 5 ) is a transparent thermoplastic with a thickness of 0.1 to 5 cm and a width of 1 to 3 m. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Fahrzeugdach (1) und dem Lichtleiter (5) eine reflektierende Abdeckung (14) vorhanden ist, wobei die Abdeckung (14) nicht in optischem Kontakt mit dem Lichtleiter (5) steht.Device according to one of the preceding claims, characterized in that between the vehicle roof ( 1 ) and the light guide ( 5 ) a reflective cover ( 14 ) is present, the cover ( 14 ) not in optical contact with the light guide ( 5 ) stands. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zusätzliche Streuscheibe vorhanden ist, welche auf der dem Innenraum (2) des Fahrzeugs zugewandten Fläche (9) des Lichtleiters (5) angeordnet ist, wobei die Streuscheibe nicht in optischem Kontakt mit dem Lichtleiter (5) steht.Device according to one of the preceding claims, characterized in that an additional lens is present, which on the the interior ( 2 ) of the vehicle facing surface ( 9 ) of the light guide ( 5 ) is arranged, wherein the lens is not in optical contact with the light guide ( 5 ) stands. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der flächige Lichtleiter (5) eingebrachte Streuzentren (12, 13) aufweist. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the planar light guide ( 5 ) introduced scattering centers ( 12 . 13 ) having. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Streuzentren (13) hoch lichtbrechende Pigmente oder Lufteinschlüsse mit einer Größe deutlich zwischen 1 μm und 3 mm sind.Apparatus according to claim 5, characterized in that the scattering centers ( 13 ) are highly refractive pigments or air pockets of a size significantly between 1 μm and 3 mm. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Streuzentren (13) Fasern, eingefärbte Partikel oder TiO2 sind.Apparatus according to claim 5, characterized in that the scattering centers ( 13 ) Fibers, colored particles or TiO 2 . Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Streuzentren (12) Teilchen mit einer Teilchengröße unterhalb 300 nm sind.Apparatus according to claim 5, characterized in that the scattering centers ( 12 ) Are particles with a particle size below 300 nm. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrischer Regelkreis und ein Helligkeitssensor vorhanden sind, welche die in den Innenraum (2) des Fahrzeugs abgestrahlte Lichtleistung an die Umgebungshelligkeit anpassen.Device according to one of the preceding claims, characterized in that an electrical control circuit and a brightness sensor are present, which in the interior ( 2 ) adjust the emitted light power to the ambient brightness. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichterzeugungseinheit (3) eine oder mehrere Leuchtstoffröhren, Leuchtschnüre oder eine Leuchtdioden ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the light-generating unit ( 3 ) is one or more fluorescent tubes, light cords or a light-emitting diodes. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht der Lichterzeugungseinheit (3) mittels eines Reflektor- und/oder Blendensystems (4) in den flächigen Lichtleiter einkoppelbar ist.Apparatus according to claim 10, characterized in that the light of the light generating unit ( 3 ) by means of a reflector and / or diaphragm system ( 4 ) can be coupled into the planar light guide. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichterzeugungseinheit (3) in den flächigen Lichtleiter (5) integriert ist.Device according to claim 11 or 12, characterized in that the light-generating unit ( 3 ) in the planar light guide ( 5 ) is integrated.
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